輝光離子氮化一般稱為離子氮化。輝光離子氮化是在
真空室內(nèi)在高壓(一般500V~700V)直流電場作用下進行的。氮化時把待處理的工件接在高壓直流電源的陰極,工件的外圍設(shè)置一個接高壓直流電源的陽極。當真空度達到13Pa以上時,向真空室中通入氨氣,并調(diào)節(jié)氨氣量,使真空室內(nèi)壓力保持在1.3×10
2Pa—6.6×10
2Pa之間。
在陰陽極之間加高壓后,氨氣在高壓電場作用下電離發(fā)生輝光放電,產(chǎn)生的氮正離子,在電場作用下,快速入射到陰極表面;在正離子轟擊下,產(chǎn)生大量的熱,使工件加熱到所需溫度,因此離子氮化不需外部加熱。
正離子以一定的速度轟擊陰極時,除產(chǎn)生大量的熱外,同時使陰極濺射出電子和鐵原子。陰極發(fā)射的電子,在向陽極運動的過程中,不斷地從電場中獲得能量,使氨電離。電離的氮正離子繼續(xù)向陰極快速運動,使電離過程不斷進行,真空室內(nèi)輝光放電繼續(xù)發(fā)生。
氮的正離子轟擊陰極時,在陰極奪取電子還原成氮原子。并滲入到金屬表面和向內(nèi)部擴散形成氮化層。